JPH04313050A - Glow discharge spectrometer and glow discharge spectrochemical analysis method - Google Patents
Glow discharge spectrometer and glow discharge spectrochemical analysis methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、固体サンプルの分析用
の分光計及び分光学的方法に関し、イオンまたは他の励
起されたものがグロー放電によって固体サンプルから形
成され、該イオンが質量分光により分析され、励起され
たものは光学的分光により分析される固体サンプルの分
析用の分光計及び分光学的方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a spectrometer and a spectroscopic method for the analysis of solid samples, in which ions or other excited substances are formed from the solid sample by means of a glow discharge, and the ions are subjected to mass spectrometry. Analyzed and Excited relates to spectrometers and spectroscopic methods for the analysis of solid samples analyzed by optical spectroscopy.
【０００２】0002
【従来の技術】固体サンプルの組成は、サンプルを準大
気圧に保持されたアルゴンガスで生じるグロー放電の１
つの電極とすることによって分析することが可能である
。好ましくは直流放電が用いられ、この場合、サンプル
は陰極とされ、またサンプルと他の電極との間にＲＦ電
位を与えるような他の手段によって維持される放電が用
いられる。BACKGROUND OF THE INVENTION The composition of a solid sample is determined by the glow discharge generated in argon gas while the sample is maintained at sub-atmospheric pressure.
Analysis is possible by using two electrodes. Preferably a direct current discharge is used, where the sample is the cathode, and a discharge maintained by other means such as applying an RF potential between the sample and another electrode is used.
【０００３】放電中で生じるエネルギ的に活性なイオン
は、陰極サンプルに対して加速されサンプルから物質を
スパッタするのに充分なエネルギをもって衝突する。サ
ンプルを特徴付ける原子からなるこの物質は、それがイ
オン化され又はフォトンを発光するように励起され負の
グロー領域に進入する。このようにして生成されたイオ
ンは、放電から抽出され質量分析される。（ハリソン
ヘス マルクス アンド キング、分析化学、
１９８６、ｖｏｌ ５８（２）ｐｐ３４１Ａ−３５６
Ａ参照）また励起されたものによって生成された発光ス
ペクトルは適宜な発光分光計によって分析される。両技
術はまったく似た放電源が用いられ、これは典型的には
０．００１〜１０ｔｏｒｒの圧力でアルゴンが導入され
たチャンバと、典型的にはチャンバの末端に配設された
サンプルからなる陰極電極とからなる。グロー放電はサ
ンプル（陰極）と他の電極（陽極）との間に適当な電位
差を維持することによって両電極の間で生じる。質量分
光計を使用するために、チャンバは、イオンが抽出され
るように小さな孔を備え、分光計の真空外囲器に配設さ
れてイオンをイオン抽出用の孔を介して排出するように
している。光学的発光分光計を使用するために、放電源
は、イオン抽出用の孔に設けた窓又はレンズを備えてい
るが、小さなポンプに接続されるガスの導入孔及び付加
的なポンプのポート以外は完全に密封されている。「光
学的（ｏｐｔｉｃａｌ）」の語はここでは可視光線と同
様に紫外線及び遠赤外線を包含して使用される。The energetically active ions produced in the discharge are accelerated against the cathode sample and impact the sample with sufficient energy to sputter material from the sample. This material, consisting of atoms characterizing the sample, enters the negative glow region where it is ionized or excited to emit photons. The ions thus produced are extracted from the discharge and subjected to mass spectrometry. (Harrison
Hess Marx and King, Analytical Chemistry;
1986, vol 58(2) pp341A-356
(See A) Also, the emission spectrum generated by the excited substance is analyzed by a suitable emission spectrometer. Both techniques use quite similar discharge sources, consisting of a chamber into which argon is introduced, typically at a pressure of 0.001 to 10 torr, and a cathode, typically the sample placed at the end of the chamber. It consists of an electrode. A glow discharge is created between the sample (cathode) and another electrode (anode) by maintaining a suitable potential difference between the two electrodes. To use a mass spectrometer, a chamber is provided with a small hole through which the ions are extracted, and is placed in the vacuum envelope of the spectrometer to expel the ions through the ion extraction hole. ing. To use an optical emission spectrometer, the discharge source is equipped with a window or lens in the hole for ion extraction, but other than the gas inlet hole and an additional pump port connected to a small pump. is completely sealed. The term "optical" is used herein to include visible light as well as ultraviolet and far infrared radiation.
【０００４】固体の分光分析に使用される従来のグロー
放電源の例は、ジェイ アール ウオーレスその他
によって分析化学１９７６，ｖｏｌ ４８（１），ｐ
ｐ１１８〜１２０に、またダブリュ エイ マット
ソンその他によって分析化学１９７６，ｖｏｌ ４８
（３）ｐｐ４８９〜４９１に、更にシー ジイ ブ
ルーンその他によって分析化学１９７８，ｖｏｌ ５
０（２）ｐｐ３７２〜３７５に、エヌ ジャクボスキ
その他によって質量分光学とイオンプロセスの国際ジャ
ーナル１９８６，７１，ｐｐ１８３〜１９７に、更に米
国特許第３８０９４７９号，同第４７３３１３０号，特
願平１─１８９４７号，ヨーロッパ特許出願第１７４５
０５号，同第２４９４２４号及び英国特許出願第２２１
６３５５号に開示されている。An example of a conventional glow discharge source used for spectroscopic analysis of solids is given by J.R. Wallace et al. in Analytical Chemistry 1976, vol 48(1), p.
Analytical Chemistry 1976, vol 48 by W. A. Mattson et al.
(3) pp489-491, and further by C.G. Brun et al., Analytical Chemistry 1978, vol. 5
0(2) pp. 372-375, by N. Jakuboski et al. in International Journal of Mass Spectroscopy and Ion Processing 1986, 71, pp. 183-197, and in addition, U.S. Pat. No. 3,809,479, U.S. Pat. , European Patent Application No. 1745
No. 05, No. 249424 and British Patent Application No. 221
No. 6355.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は改良さ
れた固体サンプル分析用のグロー放電分光計を提供する
ことにある。また、グロー放電分光計用の改良された放
電源を提供することにある。更に改良されたグロー放電
質量分光計及び改良されたグロー放電光学分光計を提供
することにある。そして固体分析用の改良されたグロー
放電分光分析の方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved glow discharge spectrometer for the analysis of solid samples. It is also an object to provide an improved discharge source for a glow discharge spectrometer. A further object is to provide an improved glow discharge mass spectrometer and an improved glow discharge optical spectrometer. Another object of the present invention is to provide an improved glow discharge spectroscopy method for solid state analysis.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は固体サンプルの分析用分光計であって、
該分光計は放電ガスが導入可能な放電室と、該放電室内
の該固体サンプルに近接するグロー放電を維持する手段
と、該固体サンプルの特徴であるグロー放電からの発光
を分析する手段とからなり、該放電室に対して着脱自在
の単一の放電源組立体を備えたものであり、次の点を特
徴とする。
ａ）前記単一の放電源組立体は前記固体サンプルが装着
可能な第１の電極手段と、該単一の放電源組立体と該放
電室との間で係合するのに適した第２の電極手段とから
なる。
ｂ）前記単一の放電源組立体は前記固体サンプルの導入
を容易とするために前記放電室との係合が解除可能であ
る。
ｃ）前記グロー放電を維持する手段が前記単一の放電源
組立体が前記放電室に係合したときに第１及び第２電極
との間に電位差を維持する手段からなる。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a spectrometer for analyzing solid samples, comprising:
The spectrometer comprises a discharge chamber into which a discharge gas can be introduced, means for maintaining a glow discharge in the vicinity of the solid sample within the discharge chamber, and means for analyzing luminescence from the glow discharge characteristic of the solid sample. It is equipped with a single discharge source assembly that can be attached to and detached from the discharge chamber, and is characterized by the following points. a) the single discharge source assembly comprises a first electrode means to which the solid sample can be attached, and a second electrode means adapted to engage between the single discharge source assembly and the discharge chamber; electrode means. b) the single discharge source assembly is removable from the discharge chamber to facilitate introduction of the solid sample; c) the means for maintaining the glow discharge comprises means for maintaining a potential difference between the first and second electrodes when the single discharge source assembly engages the discharge chamber;
【０００７】更に好ましくは、単一の放電源組立体は第
１の電極手段の一部である中空の、好適には円筒状の本
体を備えている。本体は、好ましくはポリテトラフルオ
ロテチレン（ＰＴＦＥ）からなる絶縁ワッシャ又はＯリ
ングによって本体の一端から間隔を存して設けられた孔
の付いた陽極プレート（第２の電極手段を構成する）に
よって一端が閉じられている。陽極プレートは、放電室
に係合する手段、好ましくは放電室の円錐状ソケットに
係合する部分を備えるようにされ、従ってグロー放電が
発生する圧力の放電室中の放電ガスにサンプルを露出さ
せるようにしている。More preferably, the single discharge source assembly comprises a hollow, preferably cylindrical body which is part of the first electrode means. The body is connected by a perforated anode plate (constituting the second electrode means) spaced from one end of the body by an insulating washer or an O-ring, preferably made of polytetrafluorotethylene (PTFE). One end is closed. The anode plate is adapted to include means for engaging the discharge chamber, preferably a portion for engaging a conical socket of the discharge chamber, thus exposing the sample to the discharge gas in the discharge chamber at a pressure such that a glow discharge occurs. That's what I do.
【０００８】好ましくは、絶縁ワッシャは、本体内部に
ある陽極プレートの表面の少なくとも一部をカバーする
ように延びて、電導性のサンプルが陽極プレートと電気
的接続なしに陽極プレートに対向して配置されている。
バネ圧が付与されたプランジャは、絶縁ワッシャに対し
てサンプルを押しつけるように本体内部に設けられ、プ
ランジャはサンプルと電気的に接続され、プランジャ、
スプリング及び本体は第１の電極手段を構成する。放電
室及び陽極プレートは第２の電極手段を構成する。グロ
ー放電はそのときサンプル（これは陽極プレートの孔を
介して陽極プレートに曝されている）に近接して放電室
内で形成されるので、サンプルはグロー質量分光分析又
は光学的分光分析によって分析される。Preferably, the insulating washer extends to cover at least a portion of the surface of the anode plate inside the body, such that the electrically conductive sample is placed opposite the anode plate without electrical connection thereto. has been done. A plunger to which spring pressure is applied is provided inside the main body so as to press the sample against the insulating washer, and the plunger is electrically connected to the sample.
The spring and the body constitute the first electrode means. The discharge chamber and the anode plate constitute the second electrode means. A glow discharge is then formed within the discharge chamber in close proximity to the sample (which is exposed to the anode plate through the holes in the anode plate) so that the sample can be analyzed by glow mass spectroscopy or optical spectroscopy. Ru.
【０００９】更に好ましい実施例では、放電源組立体内
にサンプルを装着することを容易にするために、単一の
放電源組立体を放電室へ導入しまたは回収する手段が設
けられている。質量分光計の場合、放電源組立体はハウ
ジング中に空気が進入することなしに分光計から回収す
ることが可能とされている。選択的には、光学的分光計
の場合にはドアまたはシャッタが設けられている。In a further preferred embodiment, means are provided for introducing or withdrawing a single discharge source assembly into or from the discharge chamber to facilitate loading of the sample within the discharge source assembly. In the case of a mass spectrometer, the discharge source assembly can be withdrawn from the spectrometer without ingress of air into the housing. Optionally, a door or shutter is provided in the case of an optical spectrometer.
【００１０】選択的な構成においては、単一の放電源組
立体の本体は放電室に係合する第２の電極手段の一部で
あり、サンプルを含む第１の電極手段は本体から絶縁さ
れている。前記グロー放電分光計の場合、該分光計は好
ましくは０．００１ｔｏｒｒと１０ｔｏｒｒとの間の圧
力のアルゴンのような不活性放電ガス中で直流グロー放
電によって動作される。約１ｋＶの電位差が第１の電極
手段と第２の電極手段との間に放電を維持するために付
与される。しかしながら、交流電位によって維持される
放電を用いてもよい。In an optional configuration, the body of the single discharge source assembly is part of the second electrode means that engages the discharge chamber, and the first electrode means containing the sample is insulated from the body. ing. In the case of the glow discharge spectrometer, the spectrometer is preferably operated by direct current glow discharge in an inert discharge gas such as argon at a pressure between 0.001 torr and 10 torr. A potential difference of approximately 1 kV is applied to maintain a discharge between the first electrode means and the second electrode means. However, a discharge maintained by an alternating potential may also be used.
【００１１】単一の放電源組立体の好適な実施例は、取
り外し容易な本体にバヨネットキャッチまたはネジで取
り付けられたキャップによって陽極プレートから離れた
端部が閉じられた円筒状の本体を備える。キャップはバ
ネ圧が付与されプラアンジャがサンプルを絶縁ワッシャ
に対して押しつけるように作用する表面を与える。この
ような構成はサンプルの交換を容易にする。The preferred embodiment of the single discharge source assembly comprises a cylindrical body closed at the end remote from the anode plate by a bayonet catch or screw-mounted cap on the easily removable body. The cap provides a spring-loaded surface on which the plunger acts to force the sample against the insulating washer. Such a configuration facilitates sample exchange.
【００１２】本発明は、もし第１の電極手段が絶縁ワッ
シャとサンプルと間に補助的な孔付きのデスク状電極が
サンドイッチされてなるときには、絶縁性のサンプルが
使用される。電導性又は非電導性のサンプルのいずれの
場合も第１の電極手段（通常放電源組立体の本体）の電
気的接続は、好ましくはそれが放電室に係合されたとき
に放電源組立体と接触する慴動自在の接点を介してなさ
れる。In the present invention, an insulating sample is used if the first electrode means consists of an auxiliary holed disk-shaped electrode sandwiched between an insulating washer and the sample. The electrical connection of the first electrode means (usually the body of the discharge source assembly), whether for a conductive or non-conductive sample, is preferably made in the discharge source assembly when it is engaged in the discharge chamber. This is done through a movable contact point that comes into contact with the
【００１３】ピンまたはロッド形状のサンプルに好適な
他の実施例では、単一の放電源組立体は、装着用フラン
ジに支持された中空の絶縁本体を備え、装着用フランジ
が絶縁カップリングによって挿入プローブのシャフトに
固定されている。電導性チャックはフランジに本体内で
取り付けられ、ピン状のサンプルが挿入されロックネジ
で固定されるソケットを備える。サンプルが延出する孔
を備える絶縁要素は、チャックと絶縁本体に取り付けら
れ放電室に係合するように適合された陽極プレート（第
２の電極手段）との間にサンドイッチされる。In another embodiment suitable for pin- or rod-shaped samples, the single discharge source assembly comprises a hollow insulating body supported by a mounting flange, the mounting flange being inserted by an insulating coupling. Fixed to the shaft of the probe. The conductive chuck is attached to the flange within the main body and includes a socket into which a pin-shaped sample is inserted and secured with a locking screw. An insulating element comprising a hole through which the sample extends is sandwiched between the chuck and an anode plate (second electrode means) attached to the insulating body and adapted to engage the discharge chamber.
【００１４】本発明は、更に前記したように実質的にイ
オン源を組み入れたグロー放電質量分光計を提供し、単
一の放電源組立体がサンプルの交換及びクリーニングを
容易にするために分光計の真空外囲器から挿入プローブ
に回収することが可能とされる。この様な質量分光計で
は、放電室が分光計の促進する電位に維持され、そして
単一の放電源組立体の第２の電極手段を係合するのに適
合するようにされた中空の円筒体を備える。The present invention further provides a glow discharge mass spectrometer incorporating an ion source substantially as described above, wherein a single discharge source assembly is connected to the spectrometer to facilitate sample exchange and cleaning. from the vacuum envelope to the insertion probe. In such mass spectrometers, the discharge chamber is maintained at the spectrometer's promoting potential and comprises a hollow cylinder adapted to engage the second electrode means of the single discharge source assembly. Prepare your body.
【００１５】導入パイプは放電ガスを放電室に導入する
ために設けられ、放電室の第２のポートは小型のポンプ
に接続されているのでガスの流れは必要とされるグロー
放電を維持するために適切な圧力で放電室に維持される
。孔は放電源組立体の反対側の放電室の端壁に設けられ
、質量分析器にサンプルを特徴付けるイオンが到達する
ように陽極プレートの孔と軸線が一致するようにされて
おり、質量分析器は４極またはマグネテック セクタ
アナライザ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｃｔｏｒａ
ｎａｌａｙｚｅｒ）であり、好ましくは１０−４ｔｏｒ
ｒ以下の圧力に維持された真空外囲器の第２の区分に内
包されている。最適の性能のためには、放電室の端壁が
スキマーコーン（ｓｋｉｍｍｅｒ ｃｏｎｅ）を備え
るので、ノズル付きのスキマーの境界面は、真空外囲器
の高圧力部分と低圧力部分との間に創出され、放電から
質量分析器へのイオンの移送が最大のものとされる。１
つ以上の静電気的レンズ要素からなるトランスファー
オプテックス（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｐｔｉｃｓ）
は、特に４極分析器の場合、放電室と質量分析器との間
に設けられる。An inlet pipe is provided to introduce the discharge gas into the discharge chamber, and the second port of the discharge chamber is connected to a small pump so that the gas flow is maintained to maintain the required glow discharge. is maintained in the discharge chamber at an appropriate pressure. The hole is located in the end wall of the discharge chamber opposite the discharge source assembly and is axially aligned with the hole in the anode plate to allow the ions characterizing the sample to reach the mass analyzer. is a 4-pole or magnetic sector analyzer.
nalayzer), preferably 10-4tor
The second section of the vacuum envelope is maintained at a pressure below r. For optimal performance, the end wall of the discharge chamber is equipped with a skimmer cone so that an interface of the skimmer with nozzle is created between the high and low pressure sections of the vacuum envelope. to maximize the transfer of ions from the discharge to the mass spectrometer. 1
Transfer consisting of two or more electrostatic lens elements
transfer optics
is provided between the discharge chamber and the mass spectrometer, especially in the case of a quadrupole analyzer.
【００１６】好ましい実施例において、本発明は光学的
分析器からなる光学的発光分光計を備え、該光学的分析
器において放電室は１つ以上の吸引孔を介して排気され
、そして少なくともグロー放電から発光される放射が分
析器に到達するように窓が設けられている。In a preferred embodiment, the invention comprises an optical emission spectrometer consisting of an optical analyzer in which the discharge chamber is evacuated via one or more suction holes and in which at least a glow discharge A window is provided to allow radiation emitted from the analyzer to reach the analyzer.
【００１７】更に好ましい実施例では、分光計は連続分
析のためにマガジン中に複数の放電源組立体を設けるよ
うにして、複数のサンプルを貯蔵する手段を備え、挿入
プローブからまたはプローブへ放電源を供給する供給装
置を備える。In a further preferred embodiment, the spectrometer is provided with means for storing a plurality of samples such that a plurality of discharge source assemblies are provided in the magazine for continuous analysis, and the spectrometer is provided with means for storing a plurality of samples, with the discharge source being provided from or to the insertion probe. It is equipped with a supply device for supplying.
【００１８】本発明は、更に固体サンプルの分光分析の
ための方法であって、放電室内の放電ガス中で前記サン
プルに近接するグロー放電を維持することと、と前記サ
ンプルを特徴付ける前記放電からの発光を分光分析する
ことからなり、次の工程からなることを特徴とする。
ａ）前記放電室に係合可能な第２の電極手段を構成する
単一の放電源組立体中の第１の電極手段に前記サンプル
を装着する工程
ｂ）前記放電源組立体を前記放電室と共に前記第２電極
手段と係合するために移動する工程
ｃ）前記放電室内に前記放電ガスを導入し、前記グロー
放電を維持するように前記第１と第２の電極手段との間
に電位差を維持する工程
更に以上の工程において前記放電源組立体が前記サンプ
ルの装着を容易とするために前記放電室との係合が解除
される。The invention further provides a method for spectroscopic analysis of a solid sample, comprising: maintaining a glow discharge in the vicinity of the sample in a discharge gas in a discharge chamber; It consists of spectroscopic analysis of luminescence and is characterized by the following steps: a) attaching said sample to a first electrode means in a single discharge source assembly constituting a second electrode means engageable in said discharge chamber; b) placing said discharge source assembly in said discharge chamber; c) introducing the discharge gas into the discharge chamber and introducing a potential difference between the first and second electrode means to maintain the glow discharge; In a further step, the discharge source assembly is disengaged from the discharge chamber to facilitate loading of the sample.
【００１９】本発明に従った方法は、４極又はマグネテ
ック セクタ 質量分析器によってグロー放電中に
発生するサンプルを特徴付けるイオンの質量分析からな
り、またはこれらは放電から発光されるサンプルを特徴
付ける放射（ＵＶ，可視光線又はＩＲ）をスペクトル的
に分析することからなる。好ましくはこの方法で使用さ
れる放電室と単一放電源組立体は前記のように構成され
る。The method according to the invention consists of mass spectrometry of ions characterizing the sample generated during the glow discharge by a quadrupole or magnetic sector mass spectrometer, or by means of a radiation (characterizing the sample) emitted from the discharge. It consists of spectrally analyzing UV, visible light or IR). Preferably, the discharge chamber and single discharge source assembly used in this method are constructed as described above.
【００２０】分析の質量分光的方法の場合には、その方
法は更に挿入プローブに単一放電組立体を装着すること
と、放電室の第２の電極手段に係合するために質量分光
計（放電室を包含する）の真空外囲器に装着された真空
ロックを介してプローブに単一放電組立体を導入するこ
とからなる。この方法は、また１０−４ｔｏｒｒ以下の
圧力に保持された真空外囲器内の第２の区画中のグロー
放電中で形成された少なくともイオンのいくつかを第２
の区画中に包含される導入孔を介して質量分析器に移送
することからなる。In the case of a mass spectroscopic method of analysis, the method further includes mounting a single discharge assembly on the insertion probe and a mass spectrometer ( It consists of introducing a single discharge assembly into the probe via a vacuum lock attached to the vacuum envelope of the discharge chamber (containing the discharge chamber). The method also removes at least some of the ions formed in the glow discharge in a second compartment within the vacuum envelope maintained at a pressure below 10-4 torr.
The mass spectrometer consists of transferring the mass spectrometer to the mass spectrometer via the introduction hole contained in the compartment of the mass spectrometer.
【００２１】好ましい他の実施例では、本発明は１つ以
上の吸引孔を介して放電室が排気されること、グロー放
電から発光される光学的発光を集めること、そしてこれ
らの光学的発光を分析すること、これによってサンプル
の分光的またはスペクトル的分析方法を提供する。In another preferred embodiment, the present invention includes evacuating the discharge chamber through one or more suction holes, collecting the optical emissions emitted from the glow discharge, and collecting the optical emissions from the glow discharge. to analyze, thereby providing a method for spectroscopic or spectral analysis of a sample.
【００２２】本発明は次の構成を備える単一のグロー放
電源組立体を包含する。即ち、第１の電極手段と、孔を
有する実質的に円板状の第２の電極プレートによって一
端が閉じられた本体と、第１の電極手段と第２の電極プ
レートとの間に配設された絶縁要素と、第１の電極手段
に接触し孔に近接するサンプルを位置決めする手段とか
らなる。好ましくはサンプルは前記絶縁要素からなる手
段によって第２の電極プレートから離隔されている。The present invention includes a single glow discharge source assembly having the following configuration. That is, a main body closed at one end by a first electrode means and a substantially disk-shaped second electrode plate having holes, and disposed between the first electrode means and the second electrode plate. and means for contacting the first electrode means and for positioning the sample adjacent the hole. Preferably the sample is separated from the second electrode plate by means of said insulating element.
【００２３】[0023]
【実施例】まず、図１に従って本発明の実施例を説明す
る。質量分光計は挿入プローブ機構４のシャフト３に装
着された脱着自在の単一の放電源組立体２を収納するた
めの真空外囲器１から構成される。放電源組立体２は絶
縁されたネジ（図示しない）によってデスク状のワッシ
ャ６とデスク状の陽極プレート７に固定された中空で実
質的に円筒状の本体５を備える。絶縁ワッシャ６はポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成り、放電源
組立体２の軸線９上に配置された円形状の孔８を有する
。（放電源組立体は質量分光計の軸線上にあり、図示す
るように他の構成も同軸上にある。）陽極プレート７は
軸線９と同軸上にある孔１０を備えた円錐状の前部を有
する。放電源組立体２が図示するように真空外囲器１に
充分に挿入されたときに、陽極プレート７の円錐状の部
分は放電室１１の末端壁１２上のソケットに係合されお
り、電気的関係は陽極プレート７を接地電位となるよう
に陽極プレート７とスキマーコーン３４並びに壁５０と
の間に形成される。[Embodiment] First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The mass spectrometer consists of a vacuum envelope 1 for housing a single removable discharge source assembly 2 mounted on a shaft 3 of an insertion probe mechanism 4. The discharge source assembly 2 comprises a hollow, substantially cylindrical body 5 secured to a disc-shaped washer 6 and a disc-shaped anode plate 7 by insulated screws (not shown). The insulating washer 6 is made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and has a circular hole 8 arranged on the axis 9 of the discharge source assembly 2 . (The discharge source assembly is on the axis of the mass spectrometer, and the other components are also on the same axis as shown.) The anode plate 7 has a conical front part with a hole 10 coaxial with the axis 9. has. When the discharge source assembly 2 is fully inserted into the vacuum envelope 1 as shown, the conical portion of the anode plate 7 is engaged in a socket on the end wall 12 of the discharge chamber 11, and the electrical A relationship is formed between the anode plate 7 and the skimmer cone 34 as well as the wall 50 such that the anode plate 7 is at ground potential.
【００２４】サンプル１３は本体５内に配設されたスプ
リング１５によってサンプル１３に対して付勢されデス
ク状のプランジャ１４によって絶縁ワッシャに押しつけ
られている。孔１６，１７は熱伝導を低減するようにプ
ランジャ１４に形成されている。スプリング１５はペグ
１９，２０を備えたバヨネットカップリングによって本
体５中にロックされたロックリング１８に固定されてい
る。ロックリング１８はカップリングスタッド２１及び
電気的絶縁ブロック２２を介してプローブシャフト３に
リンクされている。真空外囲器１に挿入された本体５と
共に放電源組立体２は負の電位、約−１ｋＶに約１０ｍ
Ａの電流を流す電源２４によって制御されたスプリング
接点２３（絶縁ブロック９４に固定されている）に接触
している。この場合、放電源組立体２は本体５，ロック
リング１８，スプリング１５，プランジャ１４及びサン
プル１３からなる第１の電極手段が陽極プレート７と、
放電室１１からなる第２の電極手段との関係で陰極電位
に保持されるように配置されている。典型的な放電組立
体２の構成の寸法は本体５の直径が８５ｍｍ，絶縁ワッ
シャ６の厚さが０．５ｍｍ，ワッシャ６の孔８の直径が
１５ｍｍ，陽極プレート７の厚さが０．５ｍｍ，陽極プ
レート７の孔１０の直径が５ｍｍである。孔８，１０は
典型的には１５〜２５ｍｍ（ワッシャ側）と５〜１０ｍ
ｍ（陽極側）の範囲にあり、スパッタされた物質によっ
て絶縁部材が汚染されるのを実質的に少なくするように
前者が後者より少なくとも約１０ｍｍ大きくされている
。放電源組立体及び又は放電室は更に付加的な電極、イ
オンを集束するフィラメント又はグロー放電特性を促す
他のものを備えてもよい。The sample 13 is urged against the sample 13 by a spring 15 disposed within the main body 5, and is pressed against the insulating washer by a disk-shaped plunger 14. Holes 16, 17 are formed in plunger 14 to reduce heat conduction. The spring 15 is fixed to a locking ring 18 locked into the body 5 by a bayonet coupling with pegs 19,20. The locking ring 18 is linked to the probe shaft 3 via a coupling stud 21 and an electrically insulating block 22. The discharge source assembly 2 together with the main body 5 inserted into the vacuum envelope 1 is at a negative potential of about -1 kV for about 10 m.
It is in contact with a spring contact 23 (fixed to an insulating block 94) controlled by a power source 24 which carries a current of A. In this case, the discharge source assembly 2 includes a first electrode means consisting of a main body 5, a lock ring 18, a spring 15, a plunger 14 and a sample 13, and an anode plate 7;
It is arranged to be held at a cathode potential in relation to second electrode means consisting of a discharge chamber 11. The dimensions of a typical discharge assembly 2 configuration are: the diameter of the body 5 is 85 mm, the thickness of the insulating washer 6 is 0.5 mm, the diameter of the hole 8 in the washer 6 is 15 mm, and the thickness of the anode plate 7 is 0.5 mm. , the diameter of the hole 10 in the anode plate 7 is 5 mm. Holes 8, 10 are typically 15-25 mm (washer side) and 5-10 m.
m (on the anode side), the former being at least about 10 mm larger than the latter so as to substantially reduce contamination of the insulating member by sputtered material. The discharge source assembly and/or discharge chamber may further include additional electrodes, ion-focusing filaments, or others to promote glow discharge characteristics.
【００２５】真空外囲器１内部では放電室１１は入口孔
として陽極プレート７に孔１０を有しスキマーコーン３
４に出口孔３３が形成されている。アルゴン放電ガス２
９はパイプ９５を介して供給源３０から放電室１１に導
入される。導出孔９７は放電室１１に設けられている。
サンプルの交換またはその他のメインテナンス又は放電
源組立体２の取扱のためには、まず、挿入プローブシャ
フト３がアクチュエータ２５によってチャンバ２６中に
放電源組立体２を引き込むために操作される。次いで遮
断バルブ２７が閉じられ、そのとき放電源を取り扱うこ
とができるようにヒンジによりドア２８が開かれ、次い
でシャフト３から外され、本体５からカップリング１８
が分解される。次いでサンプル１３が容易に交換され、
必要に応じてはスパッタ物質が蓄積しないように、また
使用によって性能低下しないように絶縁ワッシャ６が交
換される。また例えば必要によっては異なる直径の孔を
有する陽極プレート７が交換される。Inside the vacuum envelope 1, the discharge chamber 11 has a hole 10 in the anode plate 7 as an inlet hole and a skimmer cone 3.
4 has an outlet hole 33 formed therein. Argon discharge gas 2
9 is introduced into the discharge chamber 11 from the supply source 30 via a pipe 95. The outlet hole 97 is provided in the discharge chamber 11 . For sample exchange or other maintenance or handling of the discharge source assembly 2 , the insertion probe shaft 3 is first operated by the actuator 25 to retract the discharge source assembly 2 into the chamber 26 . The isolation valve 27 is then closed, the door 28 is then opened by means of a hinge so that the discharge source can be accessed, and then it is removed from the shaft 3 and the coupling 18 is removed from the body 5.
is decomposed. Sample 13 is then easily replaced,
If necessary, the insulating washer 6 is replaced to prevent accumulation of sputtered material and to prevent performance deterioration with use. For example, the anode plate 7 with holes of different diameters can be replaced if necessary.
【００２６】本発明の１つに利点は従来の分光計とは異
なり、絶縁ワッシャや陽極プレートが便利なメインテナ
ンス性を有する組立体の形で放電室から容易に回収され
ることができることである。また本発明は放電源組立体
が真空外囲器の外にあるときには放電源組立体に他の構
成との関係においてサンプルが操作可能に配置されてい
ることである。このような繰り返し操作することができ
るような配置は分析機器に改善された再生産性を付与す
る。メインテナンスやサンプルの装着のあとには、放電
源組立体２は本体５にロックリング１８によりカップリ
ングされて再組み付けされる。そのとき該組立体２はシ
ャフト３に再固定されて放電室２６に挿入され、ドア２
８で閉じられバルブ２７が開かれて放電室１１に適合す
るように導入される。One advantage of the present invention is that, unlike conventional spectrometers, the insulating washer and anode plate can be easily retrieved from the discharge chamber in a conveniently maintainable assembly. The invention also provides for the sample to be operably disposed in the discharge source assembly in relation to other components when the discharge source assembly is outside the vacuum envelope. Such a repeatable arrangement provides improved reproducibility of the analytical instrument. After maintenance or sample attachment, the discharge source assembly 2 is coupled to the main body 5 by the lock ring 18 and reassembled. The assembly 2 is then re-fixed to the shaft 3 and inserted into the discharge chamber 26, and the door 2
8, the valve 27 is opened and introduced into the discharge chamber 11 in a fit manner.
【００２７】他の実施例では好ましくはプローブシャフ
トが除外され、そのとき組立体２はフラップ、ドア又は
シャッタを単に開くことによって放電室１１との関係で
は導入されたり導出されたりするようにしてもよい。接
点２３のような選択的な手段は必要であれば陽極プレー
ト７の電位にセットされるように設けられることができ
る。図１はサンプルを備えた前記の放電源組立体２のよ
うな複数の放電源組立体１０４〜１０７（概略的に示す
）を供給手段８２によってプローブ４に連続して供給す
るように貯蔵されるマガジン８１（エンタロック１０８
を有する）を示す。In other embodiments, the probe shaft is preferably omitted, in which case the assembly 2 may be introduced into or removed from the discharge chamber 11 by simply opening a flap, door or shutter. good. Optional means such as contacts 23 can be provided to be set to the potential of the anode plate 7 if required. FIG. 1 shows that a plurality of discharge source assemblies 104 to 107 (shown schematically), such as the discharge source assembly 2 described above, with samples are stored for successive supply to the probe 4 by a supply means 82. Magazine 81 (Enterlock 108
).
【００２８】サンプル１３を分析するためには、アルゴ
ン放電ガスが放電室１１に導入され陽極プレート７とサ
ンプル１３で構成される陰極との間でグロー放電が生じ
る。サンプルのイオン３２は放電３１から孔３３及び移
送光学器（ｔｒａｎｓｆｅｒｏｐｔｉｃｓ）３５を介し
て質量分析器３６に送られる。移送光学器３５は典型的
には遮断部材４０に沿った３つの要素３７，３８，３９
を有するレンズからなり、これらは放電から分析器３６
へフォトンや中性粒子が線状に通過することを阻止する
ためのものである。電圧コントローラ４１がイオン光学
器（ｉｏｎ ｏｐｔｉｃｓ）３５の制御の為に設けら
れている。エネルギフィルタ（図示しない）が質量分析
の前にサンプルのイオンをフィルタするために設けられ
てもよい。この実施例では分析器３６はイオン検出器４
６を伴ったロッド４２〜４５からなる４極分析器である
。
選択的には分光計はマグネテック セクタ アナラ
イザであってもよく、これはイオン３２が好ましい電位
にあるように放電源２に付与される電位の異なる配置を
必要とする。例えば放電源は分析器に対し数ｋＶ浮動さ
れる。コントローラ４７は分析器３６のために設けられ
、サンプル１３の組成から導出されるサンプルのイオン
３２の質量スペクトルを創出するために検出器４６から
のデータを保持する。To analyze the sample 13, argon discharge gas is introduced into the discharge chamber 11 and a glow discharge occurs between the anode plate 7 and the cathode formed by the sample 13. Sample ions 32 are transmitted from discharge 31 via aperture 33 and transfer optics 35 to mass spectrometer 36 . Transfer optics 35 typically include three elements 37, 38, 39 along blocking member 40.
and these are the lenses that are used to remove the discharge from the analyzer 36
This is to prevent photons and neutral particles from passing through in a linear manner. A voltage controller 41 is provided for controlling ion optics 35. An energy filter (not shown) may be provided to filter ions of the sample prior to mass analysis. In this embodiment, analyzer 36 is ion detector 4
It is a quadrupole analyzer consisting of rods 42-45 with 6. Optionally, the spectrometer may be a magnetic sector analyzer, which requires a different arrangement of the potentials applied to the discharge source 2 so that the ions 32 are at the preferred potential. For example, the discharge source is floated a few kV with respect to the analyzer. A controller 47 is provided for the analyzer 36 and retains data from the detector 46 to create a mass spectrum of sample ions 32 derived from the composition of the sample 13.
【００２９】真空外囲器１は本質的には２つの小区画４
８，４９に壁５０とスキマーコーン３４によって分割さ
れている。ポンプ５１は区画４８をグロー放電を維持す
るために好適な０．００１ｔｏｒｒと１０ｔｏｒｒとの
間に保持する。他のポンプ５２は区画４９を約１０−４
ｔｏｒｒ以下の高真空に維持する。The vacuum envelope 1 essentially consists of two subcompartments 4
8 and 49 by a wall 50 and a skimmer cone 34. Pump 51 maintains compartment 48 between 0.001 torr and 10 torr, which is suitable for maintaining a glow discharge. The other pump 52 has a section 49 of about 10-4
Maintain a high vacuum below torr.
【００３０】前記したように好ましくは本体５が第１の
電極（陰極）の電位にあるべきであるが、これは本発明
では本質的なものではなく、他の実施例では本体ケース
は第２の電極（陽極）の電位のように他の電位にあって
もよく、例えば陽極プレートと電気的に接続する本体を
伴ってもよい。この場合、ロックリング１８やプランジ
ャ１４は例えばシャフト３（絶縁部材２２が取り除かれ
ている）を介して形成されて電気関係においては本体ケ
ースから絶縁されている。As mentioned above, preferably the main body 5 should be at the potential of the first electrode (cathode), but this is not essential to the invention, and in other embodiments the main body case is at the potential of the second electrode. may be at other potentials, such as the potential of the electrode (anode) of, for example, the body may be in electrical connection with the anode plate. In this case, the lock ring 18 and plunger 14 are formed, for example, through the shaft 3 (from which the insulating member 22 has been removed) and are electrically insulated from the main body case.
【００３１】次に図２を参照して他の実施例をを説明す
る。図２の光学的発光分光計はグロー放電源組立体９８
を構成するエミッションセル６０からなる。放電源組立
体９８は図１のもののように孔１００を有する陽極プレ
ート９９，孔１０２を有する絶縁部材１０１，スプリン
グ５５に装着されたプランジャ５４によって絶縁部材１
０１に押しつけられているサンプル５３，スプリング５
５が固定されペグ５８，５９から構成されたバヨネット
機構によって実質的に円筒状のケーシング５７にロック
されたロックリング５６とからなる。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. The optical emission spectrometer of FIG. 2 includes a glow discharge source assembly 98.
It consists of an emission cell 60 that constitutes a. The discharge source assembly 98 includes, as in FIG.
Sample 53, spring 5 pressed against 01
5 is fixed and a lock ring 56 is locked to a substantially cylindrical casing 57 by a bayonet mechanism composed of pegs 58 and 59.
【００３２】放電室６１は入口孔１０９，出口孔１１０
及び負圧空間７４を備え、これにはクオーツウインドウ
（窓）６３がクランプリング６４によってクランプされ
ると共に溝６６に配設されたＯリング６５によってシー
ルされている。放電源組立体９８の陽極プレート９９は
接地されたクランプ６８によってチャンバ本体６２の表
面６７に対して押しつけられている。この場合陽極は接
地電位に維持されており、電源７０は他の構成を絶縁さ
れたコネクタ１０３を介して陰極電位に維持している。
すなわちクランプ６８は絶縁ブロック６９によって陰極
電位から遮断されている。供給源７２からのアルゴンガ
ス７１はチャンバ６１，放電源組立体９８に入口７３を
介してに導入される。ガスはポンプ７６によって出口に
沿った空間７４から取り除かれる。このポンプはゲージ
と流量制御器と協同して０．１〜１０ｔｏｒｒの範囲に
保持する。作動の際にグロー放電７７はガス７１中で陽
極プレート９９とサンプル５３からなる陰極との間で生
じる。ウインドウ６３を介して放電７７から生じるオプ
テイカルエミッション７８は分光分析器７９によって分
析され、その出力はデータ捕捉機構８０によって記録さ
れる。The discharge chamber 61 has an inlet hole 109 and an outlet hole 110.
and a negative pressure space 74, in which a quartz window 63 is clamped by a clamp ring 64 and sealed by an O-ring 65 disposed in a groove 66. Anode plate 99 of discharge source assembly 98 is pressed against surface 67 of chamber body 62 by grounded clamp 68 . In this case, the anode is maintained at ground potential and the power supply 70 maintains the other components at cathode potential via an insulated connector 103. That is, the clamp 68 is isolated from the cathode potential by the insulating block 69. Argon gas 71 from source 72 is introduced into chamber 61 and discharge source assembly 98 via inlet 73 . Gas is removed from the space 74 along the outlet by a pump 76. This pump cooperates with a gauge and flow controller to maintain a range of 0.1 to 10 torr. In operation, a glow discharge 77 occurs in the gas 71 between the anode plate 99 and the cathode consisting of the sample 53. Optical emissions 78 arising from discharge 77 through window 63 are analyzed by spectrometer 79, the output of which is recorded by data acquisition mechanism 80.
【００３３】分光計のメンテナンス、すなわちサンプル
５３、絶縁部材１０１、陽極プート９９らの交換は、ク
ランプ６８の止め金１１１，１１２を解除しクランプ６
８の一部１１３に取り付けられた放電源組立体９８を回
収することによって行い、その後に前記した放電源組立
体２の場合と同様に放電源組立体９８のメンテナンスを
行う。マガジン内に貯蔵し放電源組立体を自動交換する
自動供給源を先の実施例と同様に備えてもよい。光学的
分光計は一般的には先の実施例に比較して厳格な真空条
件を必要としない点で単純である。To maintain the spectrometer, that is, replace the sample 53, insulating member 101, anode plate 99, etc., release the clasps 111 and 112 of the clamp 68, and then remove the clamp 68.
This is done by collecting the discharge source assembly 98 attached to the part 113 of the 8, and then maintenance of the discharge source assembly 98 is performed in the same manner as in the case of the discharge source assembly 2 described above. An automatic supply source stored in a magazine and automatically replacing the discharge source assembly may be provided as in the previous embodiment. Optical spectrometers are generally simpler than the previous embodiments in that they do not require stringent vacuum conditions.
【００３４】次に図３を参照して他の実施例を説明する
。図示するように単一の放電源組立体８３は前記した放
電源組立体２，９８と同様であるが、ここでは非電導サ
ンプルに適合するものである。放電源組立体８３は本体
８４，ロックリング８５，スプリング８６，プランジャ
８７，非電導サンプル８８，絶縁部材８９及び陽極プレ
ート９０を備える。本体８４は概略０．２５ｍｍの厚さ
（追加されるプレートにより選択的に形成されるもので
あるが）の電導部９１を有し、これは図示するように概
略１〜６ｍｍの範囲、典型的には２ｍｍの直径を有する
孔９２を形成するように突出している。サンプル８８と
ともに電導部９１を伴った本体８４は陰極電極を形成す
る。サンプル８８は陰極と陽極９０との間で放電が生じ
るように孔９２を介して露出されている。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. As shown, the single discharge source assembly 83 is similar to the discharge source assemblies 2, 98 described above, but here adapted for non-conducting samples. The discharge source assembly 83 includes a main body 84, a lock ring 85, a spring 86, a plunger 87, a non-conductive sample 88, an insulating member 89, and an anode plate 90. The body 84 has a conductive portion 91 approximately 0.25 mm thick (as optionally formed by additional plates), which ranges approximately from 1 to 6 mm as shown, typically protrudes to form a hole 92 having a diameter of 2 mm. The body 84 with the conductive part 91 together with the sample 88 forms the cathode electrode. Sample 88 is exposed through hole 92 so that a discharge occurs between cathode and anode 90.
【００３５】次に図４を参照して他の実施例を説明する
。ピンの形状の固体サンプル１１４が装着された単一の
放電源組立体９３が図示されている。この組立体はネジ
１１７によってバヨネットフランジ１１６に固定された
絶縁物質から構成された本体１１５を備える。フランジ
１１６は挿入プローブに取り付けられるようにロックリ
ング１８（図１参照）と同様なポート（図示しない）に
係合されている。本体１１５の内部はネジ１１９によっ
てフランジ１１６に固定された金属チャック１１８であ
り、これはサンプル１１４のためのソケットを包含して
いる。ネジ１２０はチャック１１８内のソケットにサン
プル１１４を固定するのに使用される。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. A single discharge source assembly 93 is shown fitted with a solid sample 114 in the form of a pin. The assembly comprises a body 115 constructed of insulating material secured to a bayonet flange 116 by screws 117. Flange 116 is engaged with a port (not shown) similar to lock ring 18 (see FIG. 1) for attachment to an insertion probe. Inside the body 115 is a metal chuck 118 secured to the flange 116 by screws 119, which contains a socket for the sample 114. Screw 120 is used to secure sample 114 to a socket within chuck 118.
【００３６】前記放電室１１や絶縁ワッシャ１２３と係
合するテーパ１２２を備えた陽極プレート１２１は図示
するようにチャック１１８の表面に対して本体１１５に
よって固定されている。プレート１２１の寿命を長くす
るために中央部分がタンタルカバー１２４によって形成
され、これはピン状のサンプル１１４がプレート１２１
と電気的な接触なしに突出することができるように空隙
の穴を備えている。An anode plate 121 having a taper 122 that engages with the discharge chamber 11 and the insulating washer 123 is fixed to the surface of the chuck 118 by the main body 115 as shown. In order to extend the service life of the plate 121, the central part is formed by a tantalum cover 124, which means that the pin-shaped sample 114 is attached to the plate 121.
and is equipped with a void hole so that it can protrude without electrical contact.
【００３７】放電源組立体９３が前記放電室１１に係合
されたときバヨネットフランジ１１６及びチャック１１
８は第１の電極を形成し、陽極プレート１２１及びマス
ク１２４は本発明の第２の電極手段を形成する。When the discharge source assembly 93 is engaged with the discharge chamber 11, the bayonet flange 116 and the chuck 11
8 forms the first electrode, and the anode plate 121 and mask 124 form the second electrode means of the invention.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明は種々の実施例の１つとして分光
計を提供するもので、前記の実施例に限定されるもので
はなく、従来の分光計と比較して特に測定器具における
再生産性において改良された操作を与え、特に質量分析
において利点を有する。本発明はまたメインテナンスの
点で、特に陰極絶縁部材への陽極または他の放電源の要
素の交換において従来の分光計よりも利点を有し、必要
ならば自動的なバッチ操作に好適なサンプル交換に便利
な手段を提供する。Effects of the Invention The present invention provides a spectrometer in one of its various embodiments, but is not limited to the embodiments described above, and in comparison with conventional spectrometers, it is particularly easy to reproduce in measuring instruments. provides improved handling in terms of performance and has particular advantages in mass spectrometry. The present invention also has advantages over conventional spectrometers in terms of maintenance, particularly in the replacement of the anode or other discharge source elements to the cathode insulation member, and if necessary sample exchange suitable for automatic batch operation. provide a convenient means for
【図１】本発明に従った質量分光計の概要図FIG. 1: Schematic diagram of a mass spectrometer according to the invention
【図２】本
発明に従った光学的発光分光計の概要図FIG. 2: Schematic diagram of an optical emission spectrometer according to the invention
【図３】非電導
サンプルの分析に適合する本発明に従った分光計の放電
源組立体の概要図FIG. 3: Schematic diagram of a spectrometer discharge source assembly according to the invention adapted for analysis of non-conducting samples;
【図４】ピン形状のサンプルを使用するのに適合する本
発明に従った分光計の放電源組立体の概要図FIG. 4 is a schematic diagram of a spectrometer discharge source assembly according to the invention adapted to use pin-shaped samples;
２ 放電源組立体
６ 絶縁ワッシャ
７ 第２の電極手段
１１ 放電室
１３ 固体サンプル（第１の電極手段）３１ グロ
ー放電2 Discharge source assembly 6 Insulating washer 7 Second electrode means 11 Discharge chamber 13 Solid sample (first electrode means) 31 Glow discharge
Claims (15)
分光計は放電ガスが導入可能な放電室と、該放電室内の
該固体サンプルに近接するグロー放電を維持する手段と
、該固体サンプルの特徴であるグロー放電からの発光を
分析する手段とからなり、該放電室に対して着脱自在の
単一の放電源組立体を備えたものであり、次の点を特徴
とする。 ａ）前記単一の放電源組立体は前記固体サンプルが装着
可能な第１の電極手段と、該単一の放電源組立体と該放
電室との間で係合するのに適した第２の電極手段とから
なる。 ｂ）前記単一の放電源組立体は前記固体サンプルの導入
を容易とするために前記放電室との係合が解除可能であ
る。 ｃ）前記グロー放電を維持する手段が前記単一の放電源
組立体が前記放電室に係合したときに第１及び第２電極
手段との間に電位差を維持する手段からなる。1. A spectrometer for analyzing solid samples, the spectrometer comprising: a discharge chamber into which a discharge gas can be introduced; means for maintaining a glow discharge adjacent to the solid sample in the discharge chamber; It consists of a means for analyzing light emission from a glow discharge, which is a characteristic of a sample, and is equipped with a single discharge source assembly that can be attached to and detached from the discharge chamber, and is characterized by the following points. a) the single discharge source assembly comprises a first electrode means to which the solid sample can be attached, and a second electrode means adapted to engage between the single discharge source assembly and the discharge chamber; electrode means. b) the single discharge source assembly is removable from the discharge chamber to facilitate introduction of the solid sample; c) the means for maintaining the glow discharge comprises means for maintaining a potential difference between the first and second electrode means when the single discharge source assembly engages the discharge chamber;
の放電源組立体が中空の実質的に円筒状の本体を備え、
該本体が絶縁ワッシャによってそれから分離され孔のあ
いた陽極プレートによって一端が閉じられた前記第１の
電極手段の一部を構成し、前記陽極プレートが少なくと
も第２の電極手段の一部を構成し前記放電室に係合可能
とされていることを特徴とする。2. The spectrometer of claim 1, wherein the single discharge source assembly comprises a hollow, substantially cylindrical body;
said body forming part of said first electrode means separated therefrom by an insulating washer and closed at one end by a perforated anode plate, said anode plate forming at least part of said second electrode means; It is characterized by being able to engage with the discharge chamber.
ワッシャが少なくとも前記本体内の前記陽極プレートの
一部を覆うように延びており、前記サンプルが前記陽極
プレートから離れた端部において前記本体を閉じる着脱
自在のキャップと、前記サンプルの背後に位置するプラ
ンジャとの間に作用するスプリング手段によって、前記
孔の一部を少なくとも覆うように前記ワッシャと接触が
維持されていることを特徴とする。3. The spectrometer of claim 2, wherein the insulating washer extends to cover at least a portion of the anode plate within the body, and the sample is located at an end remote from the anode plate. in contact with the washer so as to cover at least a portion of the hole by spring means acting between a removable cap closing the body and a plunger located behind the sample; Features.
の放電源組立体が装着用フランジに支持された中空の絶
縁された本体を備え、次の構成が前記中空本体内から前
記放電室へ順に配設されていることを特徴とする。 ａ）電導チャックが前記サンプルを受け取るためのソケ
ットを備える。 ｂ）１つの絶縁ワッシャは前記サンプルが延びることが
できるように孔を備えている。 ｃ）１つの陽極プレートが前記放電室に係合可能とされ
ており、前記プレートと接触することなくサンプルが延
びることができる孔を備える。4. The spectrometer of claim 1, wherein said single discharge source assembly comprises a hollow insulated body supported on a mounting flange, and wherein said single discharge source assembly comprises: It is characterized in that the discharge chambers are sequentially arranged in the discharge chamber. a) A conductive chuck is provided with a socket for receiving said sample. b) One insulating washer is provided with a hole to allow the sample to extend. c) one anode plate is engageable in the discharge chamber and includes holes through which the sample can extend without contacting the plate;
するに適した分光計であって、前記サンプルに近接して
配設された予備の電極を備え、少なくともサンプルの一
部がグロー放電に晒されるように孔を備えている。5. A spectrometer suitable for use with a non-conductive sample according to claim 2 or 3, comprising a spare electrode disposed close to the sample, wherein at least a portion of the sample is illuminated. It has a hole so that it is exposed to electrical discharge.
であって、前記放電室と質量分析器は真空外囲器内に配
設されており、前記単一の放電源組立体が真空ロックを
介して該真空外囲器に入る挿入プローブに着脱自在に設
けられており、前記放電源組立体は前記真空ハウジング
に空気の侵入なしに前記サンプルの交換を容易とするた
めに前記真空ロックを介して前記プローブから回収可能
とされていることを特徴とする。6. The mass spectrometer according to claim 1, wherein the discharge chamber and the mass analyzer are disposed within a vacuum envelope, and wherein the single discharge source assembly is The discharge source assembly is removably mounted on the insertion probe that enters the vacuum envelope via a vacuum lock, and the discharge source assembly is connected to the vacuum housing to facilitate exchange of the sample without ingress of air into the vacuum housing. It is characterized in that it is retrievable from the probe via a lock.
放電室は質量分析器の加速電位に維持された中空の円筒
体あり、前記放電室は一端において単一の放電源組立体
の第２電極手段に係合可能とされており、他端において
前記グロー放電において生じた前記サンプルを特徴付け
るイオンが少なくとも前記質量分析器の入口孔が配設さ
れている少なくとも１０−４ｔｏｒｒ以下の圧力に維持
された区画に放電室から通過可能な孔を有するスキマー
コーンを備えることを特徴とする。7. The mass spectrometer of claim 6, wherein the discharge chamber is a hollow cylinder maintained at the accelerating potential of the mass spectrometer, and the discharge chamber is connected at one end to a single discharge source assembly. is engageable with a second electrode means of the mass spectrometer, at the other end of which the ions characterizing the sample generated in the glow discharge are at least at a pressure of at least 10 −4 torr in which the inlet aperture of the mass spectrometer is disposed. The skimmer cone is characterized in that the skimmer cone has a hole through which the discharge chamber can pass through a compartment maintained at a constant temperature.
放電光学的発光分光計であって、前記放電室が１つ以上
の吸引孔から排気され少なくともグロー放電から放射さ
れたある発光が分析器を通るように窓が備えられている
ことを特徴とする。8. A glow discharge optical emission spectrometer according to any one of claims 1 to 5, wherein the discharge chamber is evacuated through one or more suction holes so that at least some luminescence emitted from the glow discharge is emitted. It is characterized by having a window that passes through the analyzer.
放電分光計であって、前記放電室内の圧力が０．００１
と１０ｔｏｒｒとの間にあり、前記放電ガスがアルゴン
のような不活性ガスであり、直接の電位差が前記第１と
第２の電極手段の間に前記グロー放電を確立するために
付与されることを特徴とする。9. The glow discharge spectrometer according to claim 1, wherein the pressure inside the discharge chamber is 0.001.
and 10 torr, said discharge gas being an inert gas such as argon, and a direct potential difference being applied between said first and second electrode means to establish said glow discharge. It is characterized by
あって、放電室内の放電ガス中で前記サンプルに近接す
るグロー放電を維持することと、と前記サンプルを特徴
付ける前記放電からの発光を分光分析することからなり
、次の工程からなることを特徴とする。 ａ）前記放電室に係合可能な第２の電極手段を構成する
単一の放電源組立体中の第１の電極手段に前記サンプル
を装着する工程 ｂ）前記放電源組立体を前記放電室と共に前記第２電極
手段と係合するために移動する工程 ｃ）前記放電室内に前記放電ガスを導入し、前記グロー
放電を維持するように前記第１と第２の電極手段との間
に電位差を維持する工程 更に以上の工程において前記放電源組立体が前記サンプ
ルの装着を容易とするために前記放電室との係合が解除
される。10. A method for spectroscopic analysis of a solid sample, comprising: maintaining a glow discharge in proximity to the sample in a discharge gas in a discharge chamber; and spectroscopically analyzing the emission from the discharge characterizing the sample. It consists of analysis and is characterized by the following steps: a) attaching said sample to a first electrode means in a single discharge source assembly constituting a second electrode means engageable in said discharge chamber; b) placing said discharge source assembly in said discharge chamber; c) introducing the discharge gas into the discharge chamber and introducing a potential difference between the first and second electrode means to maintain the glow discharge; In a further step, the discharge source assembly is disengaged from the discharge chamber to facilitate loading of the sample.
あって、前記サンプルを特徴付けるイオンが前記グロー
放電によって発生され、前記放電室から質量分析器に運
ばれることを特徴とする。11. A method of mass spectrometry according to claim 10, characterized in that ions characterizing the sample are generated by the glow discharge and transported from the discharge chamber to a mass spectrometer.
であって、前記グロー放電によって発光された前記サン
プルの光学的放射特徴が光学的分光計によって分析され
ることを特徴とする。12. A method of optical spectroscopy according to claim 10, characterized in that the optical emission characteristics of the sample emitted by the glow discharge are analyzed by an optical spectrometer.
あって、更に挿入プローブに前記放電源組立体を装着す
る工程と、前記放電室と前記分析器とが前記放電室に前
記第２電極手段を係合するように配設された真空外囲器
に装着された真空ロックを介して前記放電源組立体を前
記プローブに導入する工程を備えていることを特徴とす
る。13. The method of mass spectrometry according to claim 11, further comprising the step of mounting the discharge source assembly on an insertion probe, and disposing the discharge chamber and the analyzer in the second discharge chamber. The method further comprises the step of introducing the discharge source assembly into the probe via a vacuum lock mounted on a vacuum envelope arranged to engage the electrode means.
分光分析の方法であって、前記放電ガスがアルゴンから
なり、前記グロー放電が前記第１と第２の電極手段との
間に直接の電位差を維持することを特徴とする。14. A method for spectroscopic analysis according to claim 10, wherein the discharge gas comprises argon, and the glow discharge is directly between the first and second electrode means. It is characterized by maintaining a potential difference of .
手段と、中空で実質的に円筒状であって、孔を有する実
質的に円板状の第２の電極プレートによって一端が閉じ
られた本体と、前記第１と第２の電極手段との間に配設
された絶縁要素と、前記第１電極手段と接触し前記孔に
近接させて前記サンプルを位置決めする手段とからなる
ことを特徴とする。15. A single glow discharge source assembly defined at one end by a first electrode means and a hollow, substantially cylindrical, substantially disc-shaped second electrode plate having an aperture. comprising a closed body, an insulating element disposed between said first and second electrode means, and means for positioning said sample in contact with said first electrode means and in close proximity to said hole. It is characterized by
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